La Genèse Révolutionnaire du Béton Armé et ses Premières Manifestations Nautiques
Aussi surprenant que cela puisse paraître, l’invention du ciment armé en France résulterait de la construction d’une barque imputrescible. Cette dernière fut fabriquée en fer et en ciment par l’ingénieur Joseph Louis Lambot en 1847. Joseph Louis Lambot (1814-1887), agriculteur dans le Var, ou encore pépiniériste, construisit une barque en ciment armé pour se promener sur l’étang de sa propriété à Miraval, près de Besse-sur-Issole. Ce jour-là, il se lance dans la fabrication d’une barque pour naviguer sur l’étang de sa propriété. Le prototype original est d’ailleurs toujours conservé au musée de Brignoles. Lors du dépôt du brevet en janvier 1855 à la préfecture de Marseille, ce dernier précise que son invention a pour objet un matériau servant à remplacer le bois en construction navale et partout ailleurs où il est confronté à l’humidité, comme les planchers en bois. Il s’agit d’un treillis métallique, constitué de barres et d’étrésillons ligaturés entre eux ou assemblés en une forme de corbeille déterminée. Il est ensuite noyé dans un ciment hydraulique, permettant de régler le problème des joints. Joseph Lambot nomme ce nouveau matériau le "ferciment". Présent à l’Exposition universelle de 1855, son bateau-ciment et son brevet passent toutefois inaperçus au milieu des milliers d’exposants. Il est connu sous le nom de « barque de Lambot ». En faisant sa barque, Joseph-Louis inventait du même coup - et vraisemblablement sans le savoir - un matériau qui allait révolutionner un peu l'architecture navale et profondément l'architecture tout court. Le premier ouvrage de tous les temps en béton armé est un bateau, et c’est plus tard que vinrent les ponts, gratte-ciel, barrages, et nos gracieux HLM.
L’invention du béton armé se situe à la convergence de diverses réflexions. Après 1880, le nombre de brevets augmente et les systèmes se multiplient : rien qu’en France, 262 brevets sont déposés jusqu’en 1906. Ces chiffres illustrent le succès du matériau qui pénètre peu à peu le monde du bâtiment. L’invention qui aura les plus grandes retombées commerciales est celle de François Hennebique, dont le brevet déposé en 1892 place explicitement les fers en fonction des contraintes et préconise l’emploi d’étriers pour relier les fers longitudinaux afin de répondre à l’effort tranchant et de faciliter la mise en œuvre. Entre 1895 et 1910, la société Hennebique exerce un monopole sur la construction en béton armé. Les entrepreneurs locaux, qui en ont fait un label et une garantie technique, participent à la diffusion et à l’enracinement des techniques du béton armé. Hennebique réalise toutes sortes de projets, comme les filatures Barrois à Tourcoing en 1895 ou le réservoir à charbon de Saint-Vaast en 1898. La dépression économique de 1890 entraîne la mutation des métiers du bâtiment, en incitant à une nouvelle productivité par la diminution des coûts et un découpage rationnel des tâches.
L'Impulsion des Conflits Mondiaux et l'Ère des Navires en Ciment Armé
À la veille et durant la Première Guerre mondiale, période où l’on cherche à économiser l’acier réservé à d’autres usages, les ingénieurs de tous les pays s’intéressent aux perspectives ouvertes par le béton armé. Cela se passait à la veille et durant la Première Guerre mondiale, où l’on cherchait à économiser l’acier réservé à d’autres usages. C’est ainsi que pendant le conflit, des péniches britanniques et américaines en béton de mille tonnes transportent les armes et les munitions vers la France. Des chalands-hôpitaux pour ramener les blessés vers l’arrière sont même envisagés. On imagina des bâtiments de guerre en béton, sans grand succès, mais des péniches en béton de 1 000 t, britanniques et américaines transportèrent armes et munitions vers la France. On envisagea (l’a-t-on fait ?) de faire des chalands-hôpitaux pour ramener les blessés vers l’arrière.
En mars 1918, se tient à Paris une exposition organisée par la Ligue maritime française. Son objet est d’être une vitrine et un moteur de la puissance maritime française. L'exposition se tient au Palais du Louvre, au pavillon de Marsan, 107 rue de Rivoli. C’est une fort intéressante exposition que n’ont pas manqué d’aller visiter tous les Boulonnais et Calaisiens de passage à Paris. C’est que cette exposition a pour objet de faire toucher du doigt, en quelque sorte, la nécessité qu’il y aura, après la guerre, de travailler à la renaissance de notre puissance maritime et de donner à notre marine de commerce une vitalité et un développement qui nous permettront de reprendre la belle place à laquelle notre pavillon a le droit de prétendre sur les océans. Dans les différentes salles de l’exposition, l’attention est retenue par des maquettes, des plans, des graphiques, des procédés nouveaux, des perfectionnements qui frappent l’esprit et ouvrent des horizons, éveillent des idées et suggèrent des projets dont la réalisation pourrait avoir les plus heureuses conséquences. Entre divers projets, les visiteurs découvrent ainsi les qualités et les techniques du ciment armé comme élément de la construction navale. C’est ainsi qu’entre cent projets divers, nous avons remarqué celui ayant pour objet la substitution aux anciens matériaux employés jusqu’ici dans la construction des navires, bateaux de pêche, cargos de tous tonnages et de toutes dimensions, voiliers caboteurs et longs courriers, le ciment armé, élément nouveau de construction avec lequel l’art de l’ingénieur a réalisé de véritables prodiges sous les applications les plus variées.
Dans la grande salle du rez-de-chaussée du pavillon de Marsan, on a précisément l’attention attirée, dès l’entrée, par de grandes charpentes occupant le centre de la salle, autour de laquelle se trouvent de fort intéressantes maquettes et réductions des plus modernes cargos et paquebots de nos compagnies françaises de navigation, Chargeurs ou Affréteurs réunis, Transatlantique, Messageries maritimes, Transports maritimes, Sud-Atlantique, etc., etc. Ces charpentes ont cependant pour objet d’initier les visiteurs à l’innovation très intéressante de la construction navale en ciment. Ce sont des gabarits et des moules dans lesquels se coulent l’ossature, les couples, la coque et la quille des paquebots et cargos de l’avenir. À les examiner, on est surpris de voir la simplicité unie à l’ingéniosité de la méthode. Et des chiffres explicatifs commentent les indications techniques et pratiques fournies par les gabarits. À Boulogne principalement, centre de l’une des plus riches industries cimentières, on aura toute facilité pour se procurer les matériaux indispensables au fonctionnement des futurs chantiers de construction de navires en ciment armé. Et Calais, par sa proximité immédiate de Boulogne, pourra voir se créer des chantiers semblables.
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Les premiers essais « de construction navale » ont été réalisés par LAMBOT vers 1849 avec une première barque réalisée puis une seconde exposée à l’Exposition universelle de Paris en 1855. « Le procédé de M. Lambot consiste à former un réseau métallique d’une combinaison quelconque, de lui donner la forme la mieux appropriée à l’objet que l’on veut imiter, et de l’empâter, le rejointoyer avec du ciment hydraulique ou autres […] ». Quelques décennies plus tard, ce matériau intéresse davantage des constructeurs. Les procédés Monier sont appliqués aux Pays-Bas pour la construction en 1887 d’une barque « Zeemeuw ». Elle sera employée dans un zoo d’Amsterdam jusque dans les années soixante. Son système est basé sur du ciment armé appliqué sur un grillage. La Maison Hennebique en France, la firme Gabellini en Italie construisent vers 1900 des coques et des pontons en béton armé au poids trop conséquent. En 1910, est réalisé un bateau de plaisance à moteur en Hollande. En 1910, à San Francisco, en Californie, une allège (type d’embarcation à fond plat utilisée pour le chargement et le déchargement des navires dans les ports et les rades), de 525 tonnes est construite pour le service du port. En 1917, des bateaux à vapeur capables de porter des 5000 tonnes de marchandises virent le jour. « The Faith » construit en Californie en 1918 sera le premier bateau en haute mer, à traverser l’Atlantique.
Les Défis Techniques et la Réfutation des Idées Reçues par Eugène Freyssinet
Les difficultés d’approvisionnement en tôles et profilés métalliques, la pénurie d’acier dans l’industrie de la construction navale catalysèrent les expérimentations pour le développement de bateaux en béton. À l’échelle internationale, des programmes sont engagés pour développer la construction navale en béton pendant, mais surtout après la Première Guerre mondiale. Au début, les constructeurs sont sceptiques, ils craignent que le poids du béton à transporter en plus des charges utiles, rende cette solution trop coûteuse. Hennebique amplifie ses essais théoriques et pratiques. Plusieurs méthodes originales de fabrication apparaissent avec en particulier les systèmes Lossier, Freyssinet, Zublin-Koller, Pier Luigi Nervi avec le « Ferro cemento ». Entre 1917 et 1922, les bateaux en béton représentent une flotte de 150 000 tonnes, du pétrolier de 7500 tonnes au chaland ou petit remorqueur.
En France, au début de ce XXe siècle, le souci d’économiser l’acier incita les services publics (Office national de la navigation intérieure dépendant du Ministère des travaux publics) à recommander l’utilisation du béton pour la construction de chalands destinés à la batellerie. En 1918, le commissariat aux transports maritimes confia à divers constructeurs la fabrication de chalands de 1000 tonnes. Ce qui permit un développement considérable de cette activité entre 1918 et 1921. L’entreprise LIMOUSIN en particulier, sur la base des brevets d’Eugène Freyssinet, s’y intéresse. De nombreux bateaux seront construits à Grand Quevilly, près de Rouen, au sein de la Société rouennaise de navires en béton armé. Eugène Freyssinet, ingénieur-conseil, devient administrateur délégué de la Société et dirige la réalisation de ces navires. Cette société lance en 1921, seize chalands de type « Lézard » de 55m de longueur. Les bateaux étaient construits sur un terre-plein et mis à l’eau par lançage transversal.
Les objections formulées à l’encontre de l’emploi du béton en construction navale sont nombreuses et concernent notamment le manque de flexibilité et de souplesse des coques, car la structure doit être résistante mais conserver une certaine souplesse pour résister aux efforts variables auxquels elle est soumise. D’autres critiques portent sur le défaut d’étanchéité, l’attaque par l’action chimique de la mer, la forme des coques, la navigabilité en mer, la résistance aux chocs et le poids. Dans une conférence à Rouen en 1921, Eugène Freyssinet détaille les critiques émises puis les réfute systématiquement, point par point. Au défaut de flexibilité des coques en ciment, il précise que « la déformabilité d’une construction dépend uniquement du taux de fatigue des matériaux qui la constituent ». Au défaut d’étanchéité, il se réfère à des exemples de coques du type « Lézard » dont l’une fut observée intacte après deux ans de navigation. Concernant l’attaque du ciment par l’eau de mer, il explique que les bétons très pleins et peu perméables employés pour les coques sont par eux-mêmes très résistants à l’action chimique de la mer. À la difficulté d’obtenir des formes convenables, il répond que c’est une observation de personnes non informées de la plasticité du ciment armé. À l’inaptitude à supporter les chocs, il précise que les déformations peuvent être absorbées par des armatures adaptées, fines et nombreuses. À la difficulté d’obtenir sous un poids convenable une solidité suffisante, il pense aux possibilités d’allégement et au développement des techniques, comme une substitution au mortier de ciment d’ « agglomérants » empruntés à la chimie organique. Des coques de 3 centimètres d’épaisseur, plus couramment 4 à 5 centimètres, ont été réalisées et ont donné parfaite satisfaction. Dans les années vingt, un « béton léger » est à l’étude.
L'Entre-Deux-Guerres, la Seconde Guerre Mondiale et les Nouvelles Orientations
Après le conflit, en 1918, fut lancé aux USA le Faith de 3 500 t et 10 cm d’épaisseur de coque. Dans la foulée, l’Angleterre lançait l’Armistice de 2 500 t, l’Allemagne l’Amoeneburg pour le transport sur le Rhin. En 1919, les Américains mirent à l’eau le Selma de 7 500 t (133 m de long, épaisseur de coque de 7 cm avec agrégats légers). On en aurait construit une quinzaine pour un total de 72 000 t. En France, en 1921, une douzaine de quilles furent mises en chantier sur les idées du célèbre ingénieur Freyssinet. Et puis, entre les deux guerres, soudainement, tout s’arrête, comme si le béton se spécialisait dans la construction d’habitations et d’ouvrages de travaux publics. On ne construira que peu de navires par la suite, excepté quelques péniches, encore visibles aujourd’hui, comme l’église flottante Je Sers à Conflans-Sainte-Honorine. D’aucuns y voient la concurrence du soudage à l’arc (apparu fin XIXe) et qui se développa rapidement pour l’assemblage des coques métalliques (années 30).
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Le béton devait réapparaître durant la Seconde Guerre mondiale. Les Alliés utilisèrent d’énormes pontons de béton, les Phoenix (65 m x 18), qui, coulés sur place, servirent de brise-lames aux ports artificiels de Vierville et Arromanches lors du débarquement de Normandie en juin 1944. Par la suite, l’usage du béton armé dans la construction navale restera confidentiel.
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